DE69506474T2

DE69506474T2 - Vorrichtung zum Planen oder Polieren von steinigen Materialen

Info

Publication number: DE69506474T2
Application number: DE69506474T
Authority: DE
Inventors: Bernard F-14500 Vire Thibaut
Original assignee: Thibaut SA
Current assignee: Thibaut SA
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2015-05-06
Also published as: FR2719799B1; ES2128006T3; FR2719799A1; CZ120995A3; BR9502021A; EP0683013A1; US5593342A; JPH07308857A; DE69506474D1; CZ287824B6; EP0683013B1; TW265298B

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenbehandlungs- oder Poliervorrichtung für steinige Werkstoffe, wie z.B. Granit oder Marmor.
Die von der französischen Firma THIBAUT unter der Bezeichnung B56 kommerzialisierten Polierköpfe sind bekannt. Diese auf Brückenmaschinen oder Polierstraßen montierbaren Polierköpfe umfassen sechs Trägerelemente für gerade Schleifscheiben, die im Fachjargon gewöhnlich "Brikett" genannt werden. Die sechs Trägerelemente werden über eine Schwingungsbewegung so in Bewegung gebracht, dass die Schleifscheiben oder Briketts gemäß einer Generatrix arbeiten, wenn der Polierkopf bei der Oberflächen- oder Polierbearbeitung in Drehung versetzt wird. Diese bekannten Polierköpfe umfassen eine Vorrichtung für die Ankopplung an eine Maschine, die eine Drehung in der waagerechten oder senkrechten Achse erzeugt, und eine Vorrichtung zum Anhalten des Polierkopfkranzes, so dass sich eine Antriebsnocke bei einer Geschwindigkeit dreht, die nicht die gleiche ist, wie die Geschwindigkeit des Polierkopfes, und die oben erwähnte Schwingung der geraden Schleifscheiben oder Briketts erzeugt wird.
Diese bekannten Vorrichtungen stellen im allgemeinen zufrieden, weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Schwingung von einem komplexen und mit hohen Fertigungskosten verbundenen Mechanismus erzeugt wird: Dieser Mechanismus vom Typ Hin- und Herbewegung bei den Köpfen B36 kann als Variante in einem planetarischen Mechanismus bestehen, welcher Satelliten umfasst, die um einen Hauptkranz herum bei einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die sich von der Drehungsgeschwindigkeit des Kopfes unterscheidet. Ein anderer Mechanismus ist in der Unterlage DE-V-88 08 679 mit einem exzentrischen Mechanismus beschrieben, der um einen Hauptkranz herum angetrieben wird.
Derartige Mechanismen sind einerseits teuer in der Herstellung, der Montage und der genauen Einstellung, und andererseits setzt der große Durchmesser, der beim Vorliegen derartiger Mechanismen erforderlich ist, die Herstellung schwerer und sperriger Köpfe voraus, die lediglich die Polierbearbeitung großer Flächen ermöglichen.
Das Ziel der Erfindung ist es, die oben angeführten Nachteile zu beheben, indem eine neue Polier- oder Oberflächenbearbeitungsvorrichtung angefertigt wird, deren Konzeption eine Herstellung gemäß kleineren Durchmessern ermöglicht, die sich für die Polierbearbeitung kleiner Flächen eignen und deren Schwingungsmechanismus besonders einfach und wirtschaftlich in Herstellung und Montage ist.
Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Oberflächen- oder Polierbearbeitungsvorrichtung für steinige Werkstoffe mit mindestens zwei Trägerelementen für gerade Schleifscheiben oder Briketts, (16), wobei diese Elemente über eine Schwingungsbewegung so in Bewegung gebracht werden, dass die Schleifscheiben oder Briketts gemäß einer Generatrix der Schleifscheiben- oder des Brikettoberfläche in Berührung mit dem Werkstoff arbeiten, der poliert bzw. dessen Oberfläche behandelt werden soll, wenn die Vorrichtung bei der Oberflächen- oder Polierbehandlung zum Drehen gebracht wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für den Schwingungsantrieb der geraden Schleifscheiben oder Briketts einen intermittierendes Fluss oder einen kontinuierlichen Fluss eines Fluides in variabler Menge (Flüssigkeit oder Gas) umfasst, wobei die Schwingungsbewegung der geraden Schleifscheiben oder Briketts als Reaktion auf die Intermittenz des erwähnten intermittenten Fluidflusses oder auf die Mengenvariationen des erwähnten kontinuierlichen Fluidflusses in variabler Menge erzeugt wird.

Laut anderen Merkmalen der Erfindung:

- handelt es sich beim dem Flussfluid um Wasser oder eine entsprechende Kühlflüssigkeit, so dass gleichzeitig die Schmierung während der Polierbearbeitung und der Schwingungsantrieb der Trägerelemente gewährleistet wird;
- umfasst die Vorrichtung einen flexiblen Zylinder, der mindestens eine Welligkeit aufweist, sowie eine elastische Vorrichtung, die eine Feder bildet, so dass die Trägerelemente zwischen einer ersten Vorschubsstellung des flexiblen Zylinders und der Kompression der elastischen Vorrichtung und einer zweiten Rückschubsstellung des flexiblen Zylinders und der elastischen Entspannung der besagten elastischen Vorrichtung zum Schwingen gebracht werden;
- ist der flexible Zylinder fest mit einem Stößelfinger verbunden, der den vollständigen Rückschub des flexiblen Zylinders verhindert und gleichzeitig auf ein Ende eines Trägerelementes drückt;
- ist die elastische Vorrichtung eine Feder oder ein progressiver Anschlag aus Elastomer;
- sind die Trägerelemente in Form von Nuten gefertigt, deren Achse gemäß einem Winkel in radialer Richtung ausgerichtet ist;
- unterliegt Fluidfluss einer Querschnittsverengung;
- wird der. Fluidfluss in regulierbarer Form über geeignete Vorrichtungen gesteuert, insbesondere über Vorrichtungen vom Typ Elektroventil, das über einen Verzögerer oder analogen Vorrichtungen gesteuert wird;
- besteht die Vorrichtung aus einem leicht zylindrischen Gehäuse, durch das das oben erwähnte Fluid fließt, das an der Drehungsantriebswelle mit einem Montageende ausgestattet ist sowie mit einem anderen Ende, das die Halterungsplatte für die Trägerelemente bildet;
- sind die Trägerachsen der Trägerelemente leicht radial ausgerichtet.
Die Erfindung wird dank der nachfolgenden Beschreibung leichter verständlich, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen gegeben wird:
Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung in einer teilweisen radialen Schnittperspektive einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Abb. 2 zeigt eine schematische Untenansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Abb. 3 zeigt schematisch eine radiale Schnittperspektive gemäß Zeile III-III der Abb. 2 eines Trägerlementes einer geraden Schleifscheibe gemäß der Erfindung.
Abb. 4 zeigt schematisch eine Ansicht gemäß Pfeil IV der Abb. 3 eines Trägerelementes einer geraden Schleifscheibe gemäß der Erfindung.
Abb. 5 zeigt schematisch eine der Abb. 2 analogen schematischen Untenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Briketts entfernt wurden.
Unter Bezugnahme auf Abb. 1 bis 4 wird eine Vorrichtung gemäß der Erfindung über die Spindelwelle einer Antriebsmaschine mit waagerechter oder senkrechter Achse in die Drehung (R) versetzt. Die Ankopplung der Vorrichtung gemäß der Erfindung an die Antriebsmaschine erfolgt ausschließlich über die Spindelwelle (B), die durch die gepunkteten Linien schematisch dargestellt ist, ohne dass eine andere Verbindung für den Drehungsstopp erforderlich wäre, wie es zuvor der Fall war, wo es notwendig war, den Hauptkranz anzuhalten, damit die schwingungserzeugenden Nocke bei einer Geschwindigkeit zum Drehen gebracht wurde, die sich von der Drehungsgeschwindigkeit des Polierkopfes unterschied.
Eine Fluidzuführvorrichtung (A), schematisch durch gepunktete Linien dargestellt, spritzt ein Fluid über die Drehverbindung (J) eines an sich bekannten Typs und im Inneren der Spindelwelle B als punktierte Linie dargestellt, ein, so dass eine Fluidflussbewegung entsteht, die zur Drehungsachse R der Vorrichtung leicht koaxial ist.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird über ein Gewinde (1) oder eine äquivalente Vorrichtung, die mit dem Hauptkörper (2) der Vorrichtung beispielsweise über Schrauben (3) unter Verwendung eines Dichtrings (4) dicht montiert wird, an der Spindelwelle B befestigt. Die Tatsache, dass das Befestigungsgewinde (1) getrennt eingesetzt wird, ermöglicht die Anpassung und Montage einer Vorrichtung gemäß der Erfindung an Spindelwellen unterschiedlichen Durchmessers.
Der Hauptkörper (2) besteht aus einem leicht zylindrischem Gehäuse, das anhand einer Schleifscheibenaufnahme (2a), eines zylindrischen Kranzes (2b) und einer Innenplatte (2c) zusammengefügt ist, die untereinander beispielsweise mit Schrauben zusammengefügt werden, die durch Achsen schematisiert sind, welche in Form gemischter Strichlinien dargestellt sind. Die obere Schleifscheibenaufnahme (2a) umfasst eine zentrale Bohrung, in die das Gewinde oder der Gewindezapfen (1) zur Anpassung an die Drehungsantriebsmaschinen eingesetzt wird, sowie eine radiale Innenform (5), die die Zentrierfunktion des flexiblen Zylinders (6) gewährleistet, der mindestens eine Welligkeit aufweist und vorzugsweise aus einem Elastomerwerkstoff, Gummi oder Äquivalent gefertigt ist, und darüber hinaus die Befestigungsmittel (7), z.B. Schrauben, trägt, die sich dazu eignen, die obere Platte (8) des flexiblen Zylinders (6) so fest miteinander zu verbinden, dass das obere Ende des flexiblen Zylinders (6) mit der Schleifscheibenaufnahme (2a) steif verbunden wird.
Der flexible Zylinder (6) umfasst einen unteren Flansch (9), auf dem eine mobile Scheibe (10) mit axialer Verschiebung fest mit Schrauben montiert ist. Die mobile Scheibe (10) befindet sich von der unteren Scheibe (2c) in einem Abstand, der einem zuvor festgelegten Spiel (j) entspricht, das in Ruhestellung zwischen 1 und 5 mm beträgt, und weist einen freien Ausschlag auf, der zur Achse der Vorrichtung leicht koaxial ist, gemäß einer Ausschlagsamplitude, die über Anschläge (11) begrenzt werden, die den vollständigen Rückschub des flexiblen Zylinders (6) verhindern und gleichzeitig auf ein Ende (12a) eines Trägerelementes (12) drücken.
Jedes Anti-Rückschubsstößel (11) ist auf der Schwingscheibe (10) verschraubt. Es umfasst einen Schaftansatz (11a), der mit dem unteren Rand einer Bohrung zusammenarbeitet, die der unteren Platte (2c) des Gehäuses (2) entspricht. Jedes Trägerelement wird schwingend so um eine Achse (13) montiert, dass es zwischen einer ersten Vorschubsstellung des flexiblen Zylinders (6), die der Kompression des elastischen Anschlags (14) entspricht, und einer zweiten Rückschubsstellung des flexiblen Zylinders (6) und der elastischen Entspannung des elastischen Anschlags (14) zum Schwingen gebracht wird. Bei dem betrachteten Beispiel besitzt das Anti-Rückschubstößel (11) die Form eines Fingers, der auf eine Seite des Trägerelementes (12) drückt, während der elastische Anschlag (14) auf der Seite montiert ist, die dem Finger (11) im Vergleich zur Schwingungsachse (13) gegenüberliegt. Die Schwingungsachse (13) ist auf eine Abdeckung (15) montiert, die fest mit der unteren Platte (2c) des Körpers (2) verbunden ist: Während der Körper (2) eine Drehbewegung ausführt, führt auf diese Weise das Trägerelement (12) der geraden Schleifscheibe oder des Briketts (16) eine Schwingungsbewegung um die Schwingungsachse (13) aus, die vorzugsweise im Vergleich zur Antriebsachse der Drehung (R) leicht radial ausgerichtet ist.
Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der drei Trägerelemente (12) unter der Einwirkung von Fingern oder Stößeln (11) und des gegenwirkenden Widerstandes der elastischen Anschläge (14) schwingend um die leicht radial ausgerichteten Schwingungsachsen (13) montiert sind. Selbstverständlich übersteigen Vorrichtungen, die zwei oder beliebig viele Trägerelemente besitzen, nicht den Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Die Briketts (16) werden mit Hilfe von beispielsweise schwalbenschwanzförmigen Nuten in die Trägerelemente (12) montiert, die sich radial nach außen verengen, so dass durch die Beaufschlagung der durch die Drehung (R) erzeugten Zentrifugalkraft (C), die Briketts (16) dazu gebracht werden, sich mit den Trägerelementen (12) durch Klemmwirkung fest zu verbinden.
Die Trägerelemente (12) können aus einem Stück bestehen, wie in Abb. 1 und 2 gezeigt ist, oder abwechselnd einen ersten Teil umfassen, der aus einer schwingenden Sohle besteht, die den entgegengesetzten Wirkungen eines Fingers oder Stößels (11) und eines elastischen Anschlags (14) ausgesetzt ist, und einen zweiten Teil, der die Halterung für die gerade Schleifscheibe (16) bildet und in erster Linie in Form von Nuten gefertigt ist. Diese zweite Variante bietet den Vorteil, dass die Halterung der Schleifscheibe leicht von der Schwingungssohle getrennt werden kann, indem einfach die Befestigungsschrauben (17), die auf Abb. 3 und 4 als gepunktete Linien dargestellt sind, gelöst werden. Auf diese Weise können Schleifscheiben (16) jeder Größe leicht an die oben erwähnten Sohlen angepasst werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung funktioniert nach folgendem Prinzip:
An der Zuleitungsvorrichtung (A) wird bis zur Füllung des flexiblen Zylinders (6) ein Fluid, wie z.B. Wasser, ins Innere der Antriebswelle für die Drehung (R) eingespritzt, so dass eine Vor- und Rückschubbewegung dieses flexiblen Zylinders (6) erzeugt wird, durch die wiederum eine axiale Verschiebung der Scheibe (10) und der Finger oder Stößel (11) verursacht wird, die durch Druck auf die Sohlen der Trägerelemente (12) eine Schwingungsaktion ausüben, deren elastische Rückwärtsbewegung über die Anschläge (14) gewährleistet wird. Eine Zuleitungsvorrichtung (A), die einen Wasserdurchsatz von 6 Litern pro Minute bei einem Speisedruck von 4 Bar relativ ermöglicht es beispielsweise, einen Betrieb von rund 50 Schwingungen pro Minute der Trägerelemente (12) und der Briketts (16) zu erzeugen. Man erhält diese Ergebnisse, wenn man als elastischen Anschlag (14) einen progressiven Anschlag aus Elastomer verwendet, der vorzugsweise eine Härte von annähernd 55 Grad Shore A aufweist.
Das Vorhandensein einer zentralen Bohrung (18) zur Mengenbegrenzung (Spritzdüse) im Falle eines Wasserflusses bietet außerdem den Vorteil, gleichzeitig die Schmierung der in Polierbearbeitung befindlichen Schleifwerkzeuge und den Druckanstieg des Zylinders (6) zu gewährleisten.
Eine vorteilhafte Art und Weise, den intermittierenden Fluidfluss zu erhalten besteht darin, ein Elektroventil zu benutzen, das oberhalb plaziert und gemäß einer vorher festgelegten beliebigen Schwingungsregel über einen Zeitverzögerer gesteuert wird, wobei auf diese Weise im Inneren des flexiblen Zylinders (6) ein schwingender Druckbetrieb erzeugt wird.
Versuche zeigten, dass die Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders für die Polier- oder Oberflächenbearbeitung von Granit geeignet ist, von der man weiß, dass sie mit einer sehr starken Schleifleistung einhergeht, die der Lebensdauer der in Bewegung befindlichen Maschinenteile abträglich ist.
Gemäß einer weiterentwickelten Variante der Erfindung sieht man vor, die Achse der Schleifscheibe oder des Briketts (16) um einen vorher festgelegten Abstand von der Schwingungsachse (13) gemäß der Drehrichtung nach hinten zu versetzen, um die negative Rückwärtsbewegung des Trägerelementes (12) zu erleichtern, das den entgegengesetzten Wirkungen des Fingers oder des Stößels (11) und des elastischen Anschlags (14) unterworfen ist. Diese im Vergleich zur Drehrichtung (R) schleppende Anordnung führt zu einer entlastenden Wirkung, durch die das Rattern der Schleifscheiben (16) auf den zu polierenden Oberflächen vermieden wird. Der vorher festgelegte Abstand (d), der auf Abb. 4 dargestellt ist, liegt vorteilhaft zwischen 5 und 25 mm, was zu einer Verbesserung der Ergebnisse und einer progressiven Formgebung der geraden Schleifscheibe (16) gemäß einer leicht zylindrischen Oberfläche führt, bei der jeweils eine einzige Generatrix mit dem zu bearbeitenden Werkstoff (Polier- oder Oberflächenbearbeitung) in Berührung ist. Falls man den Zylinder (6) dauerspeist und die Zeitverzögerung des Elektroventils abstellt, ist der Zylinder (6) darüber hinaus konstant unter Druck und langgestreckt, so dass man Marmor oder einen anderen äquivalenten Werkstoff polieren kann, bei denen keine Schwingung erforderlich ist.
Unter Bezugnahme auf Abb. 5, bei der die mit den Bezugsnummern der Abb. 1 bis 4 identischen Bezugsnummern die gleichen oder funktionell äquivalenten Elemente bezeichnen, umfasst eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung Trägerelemente (12), deren Achse gemäß einem Winkel V mit der entsprechenden radialen Richtung ausgerichtet ist. Bei der bevorzugten Herstellungsweise beträgt dieser Winkel V vorteilhaft annähernd 45º.
Die Ausrichtung der Trägerelemente (12) und folglich der Schleifscheiben (16) in Brikettform gemäß einem Winkel V mit der radialen Richtung bringt mehrere Vorteile mit sich: Diese Ausrichtung erleichtert beträchtlich den Ein- und Ausbau der Schleifscheiben (16) in Brikettform und ermöglicht eine Reduzierung des mittleren Raumes, der nicht der Polierwirkung der Schleifscheiben (16) unterworfen ist.
Die Versuche zeigen, dass die Polier- und Oberflächenbearbeitung dank der Erfindung aufgrund eines progressiven Abschleifen des Steins sanfter und regelmäßiger erfolgt und dass die Handlichkeit der Vorrichtung im Vergleich zur früheren Ausführung deutlich verbessert ist.
Die unter Bezugnahme auf einen besonderen Fertigungsmodus beschriebene Erfindung ist keineswegs auf diesen beschränkt, sondern deckt im Gegenteil sämtliche Formänderungen und sämtliche Fertigungsvarianten der Erfindung ab, die durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird.

Claims

1. - Oberflächen- oder Polierbearbeitungsvorrichtung für steinige Werkstoffe mit mindestens zwei Trägerelementen (12) für gerade Schleifscheiben oder Briketts (16), wobei diese Elemente (12) über eine Schwingungsbewegung so in Bewegung gebracht werden, dass die Schleifscheiben oder Briketts gemäß einer Generatrix der Schleifscheiben- oder Brikettoberfläche in Berührung mit dem Werkstoff arbeitet, der poliert bzw. dessen Oberfläche behandelt werden soll, wenn die Vorrichtung bei der Oberflächen- oder Polierbehandlung in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für den Schwingungsantrieb der geraden Schleifscheiben oder Briketts einen intermittierenden Fluss oder einen kontinuierlichen Fluss eines Fluides (Flüssigkeit oder Gas) in variabler Menge umfasst, wobei die Schwingungsbewegung der geraden Schleifscheiben oder Briketts als Reaktion auf die Intermittenz des erwähnten intermittenten Fluidflusses oder auf die Mengenvariationen des erwähnten kontinuierlichen Fluidflusses in variabler Menge erzeugt wird.

2. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fluidfluss um einen Fluss von Wasser oder einer äquivalenten Kühlflüssigkeit handelt, so dass gleichzeitig die Schmierung während der Polierbearbeitung und der Schwingungsantrieb der Trägerelemente (12) gewährleistet ist.

3. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen flexiblen Zylinder (6) umfasst, der mindestens eine Welligkeit aufweist sowie eine elastische Vorrichtung (14), die eine Feder formt, so dass die Trägerelemente (12) zwischen einer ersten Vorschubsstellung des flexiblen Zylinders (6) und der Kompression der elastischen Vorrichtung (14) und einer zweiten Rückschubsstellung des flexiblen Zylinders (6) und der elastischen Entspannung der besagten elastischen Vorrichtung zum Schwingen gebracht werden.

4. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Zylinder (6) fest mit einem Stösselfinger (11) verbunden, der den vollständigen Rückschub des flexiblen Zylinders (6) verhindert und gleichzeitig auf ein Ende eines Trägerelementes (12) drückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Vorrichtung (14) eine Feder oder ein progressiver Anschlag aus Elastomer ist.

6. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (12) in Form von Nuten gefertigt sind, deren Achse radial oder leicht radial ausgerichtet ist.

7. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (12) in Form von Nuten gefertigt sind, deren Achse gemäß einem Winkle mit der radialen Richtung ausgerichtet ist (z.B. einem Winkel von annähernd 45º).

8. - Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidfluss einer Querschnittsverengung (18) (z.B. Spritzdüsen) unterliegt.

9. - Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidfluss in regulierbarer Form über geeignete Vorrichtungen gesteuert wird, insbesondere über Vorrichtungen vom Typ Elektroventil, das über einen Verzögerer oder analoge Vorrichtungen gesteuert wird.

10. - Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem leicht zylindrischen Gehäuse (2) besteht, durch das das oben erwähnte Fluid fließt, das an der Drehungsantriebswelle mit einem Montageende (1) ausgestattet ist sowie mit einem anderen Ende (2c), das die Halterungsplatte für die Trägerelemente (12) bildet.